光伏发电的特点是什么?简述光伏发电系统的最大功率点跟踪
所谓MPPT(最大功率点跟踪),即是指控制器能够实时侦测太阳能电池板的发电电压,并追踪最高电压电流值(VI),使得光伏组件工作在最大功率点输出状态下,实现光伏逆变器的最大功率输入,提高阳光的利用率。
光伏电池输出特性具有明显的非线性,受到外部环境包括日照强度、温度、负载以及本身技术指标如输出阻抗等影响,只有在某一电压下才能输出最大功率,这时光伏阵列的工作点就达到了输出功率电压曲线的最高点,称之为最大功率点。由于目前光伏电池的光电转换效率比较低,为了有效利用光伏电池,对光伏发电进行最大功率跟踪
所谓光伏发电的最大跟踪点跟踪(MPPT)
是指在光伏发电系统中,光伏电池的利用率除了与光伏电池的内部特性由关外,还收使用环境如辐照度、负载和温度等因素的影响。在不同的外界条件下,光伏电池壳运行在不同且唯一的最大功率点(MPP)上。因此,对于光伏发电系统来说,应当寻求电池板的最佳工作状态,最大限度进行光电转换。利用控制方法实现电池板的最大功率输出运行的技术为最大跟踪点跟踪(MPPT)技术。
实为一种控制技术,即算法,属逆变器内部功能,非外部单列控制器。
至于你所说的DC-DC部分应该指的是Boost变换。
传统的MPPT方法依据判断方法和准则的不同分为开环和闭环MPPT方法。开环又包含定电压跟踪法、短路电流比例系数法、差值计算法;闭环包含扰动观测法、电导增量法(INC)。到现在还有了智能MPPT方法。
并网逆变器按实现MPPT跟踪的不同拓扑和实现位置主要分两类:两级式并网光伏和单级式并网光伏。
两级式:电池板输出的直流电通过前级Boost变换升压后在输出给后级的网侧逆变器,通过控制将网侧逆变器输出的交流电并入电网。由于两级式并网光伏逆变器中存在两个功率变换单元,因此最大功率跟踪点控制可以由前级的Boost完成,也可由后级的网侧逆变器完成。而含有DC-DC变换的应是基于前级的MPPT控制,也是实际中较为常见的控制方案,这种控制,前级的Boost实现MPPT控制,后级实现直流母线稳压控制。
单级式:MPPT、电网电压同步和输出电流正弦控制等均直接由DC-AC环节来实现,控制相对复杂。
再细分就多了,大体就是这个结构,希望能对你由帮助,如有不明白的,可追问。
太阳能电池的输出功率会随着日照强度和太阳能电池表面温度的改变而变化。对于这种变化,使太阳能电池的工作点总是跟踪最大功率点而进行变化,控制太阳能电池产生最大功率的这种控制被称为最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制。
使功率调节器的直流工作电压每隔一定时间稍微变动一点,然后通过MPPT控制测量太阳能电池的输出功率并与前一次的值进行比较,即总是向输出电力变大的方向变化功率调节器的直流电压,以确保从太阳能电池获得最大的输出功率。
MPPT控制的例子如图所示。例如,在A点将工作电压从V1变化到V2,工作点为B,输出功率从P1变化到P2,输出功率变大。接下来如果工作电压从V2降到V1,则工作点再次返回到A点,输出功率返回到P1。从这样的变化可以看出,由于V2的输出功率大于V1,把工作电压变到V2处。还有,工作点在D点的场合,工作电压V3比V4的输出功率大,把工作电压变到V3处。这样,通过连续不断的这种控制,工作点就能保证在太阳能电池的最大功率点上。
双轴跟踪优势
当今,利用太阳能发电已成为新能源利用的一种重要的方法。太阳能光伏组件阵列是实现光电转换的主要器件,光伏系统的发电量大小除与电池板功率和运行状况有关外,还与能量的转换效率有关,直接影响性能的好坏。因此太阳能光伏组件阵列的安装方式对太阳能发电系统的效率影响非常大。传统的太阳能光伏组件大都采用固定式安装,即电池板固定在支架结构上,不随太阳位置的变化而移动,这样的结果是将严重影响转换效率。据测算,如果系统与太阳光线角度存在25°的偏差,就会因垂直射入的辐射能减少而使光伏阵列的输出功率下降10%左右,这是因为太阳能光伏组件阵列的发电量与阳光光线入射角度有关,光线垂直与组件平面时光伏阵列接收到的太阳辐射量最大,其发电量最大。为了解决这一问题,太阳自动跟踪系统应运而生,采用太阳自动跟踪系统可在最大程度上保证电池组件与太阳光光线的始终垂直。
目前使用广泛的有三种太阳光伏自动跟踪系统,包括水平单轴跟踪、倾纬度角斜单轴跟踪和双轴跟踪,其中水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪只有一个旋转自由度,双轴跟踪具有两个旋转自由度。三种跟踪系统采用的跟踪控制策略为主动式跟踪控制策略,通过计算得出太阳在天空中的方位,并控制光伏阵列朝向。这种主动式光伏自动跟踪系统能够较好的适用于多霜雪、多沙尘的环境中,在无人值守的光伏电站中也能够可靠工作。从跟踪是否连续的角度看,所研制的光伏自动跟踪系统采用了步进跟踪方式,与连续跟踪方式相比,步进跟踪方式能够大大的降低跟踪系统自身能耗。
下图是某地不同安装情况组件接收到的辐射强度(度/平方米/日)对比数据。
水平面 最佳倾角安装 水平单轴跟踪 倾纬度角斜单轴跟踪 双轴跟踪
一月 2.78 5.38 4.97 6.77 7.44
二月 3.79 5.95 5.88 7.46 7.75
三月 4.86 6.07 7.04 7.99 8.00
四月 5.90 6.20 8.27 8.61 8.70
五月 6.53 6.10 8.50 8.33 8.71
六月 6.35 5.67 7.90 7.51 8.03
七月 5.99 5.46 7.45 7.17 7.59
八月 5.66 5.62 7.47 7.54 7.73
九月 4.91 5.64 6.65 7.27 7.27
十月 4.08 5.74 5.77 7.06 7.16
十一月 2.92 5.13 4.76 6.39 6.75
十二月 2.32 4.65 4.19 5.79 6.45
年平均数 4.68 5.63 6.57 7.32 7.63
逐月数据比较
年平均值比较
从上表中可以知道,与水平相比,最佳倾角安装可提高发电量20.3%,水平单轴安装可提高40.3%,倾纬度角斜单轴跟踪可提高56.4%,双轴跟踪可提高63.3%。
所谓跟踪系统,即一年之中根据太阳运行轨迹,用控制系统软件控制跟踪支架,实现光伏组件能最大化地接收太阳的辐照而提升发电量。
就国内跟踪系统的情况目前来讲,跟踪系统最好的公司处于一线的无疑是同景新能源、中信博两家,这两家的设计研发能力基本不相上下,这两家各有优势:公司整体实力来讲同景新能源更具有一定优势,同时自己投资光伏电站而中信博在光伏跟踪里海外业务应用量优势大、时间长、除了跟踪支架还有大量固定支架。毫无疑问,这两家的跟踪系统是国内的风向标。
其他跟踪系统公司都差一个档次。第二档位的:黄山睿基、金山,与第一档位相比无论市场应用规模、设计研发能力、细节把控、经验、公司整体实力都掉了一档。第三档位就不列了。
至于你问有没有价值,那还要看你建电站的目的是什么?如果说你单纯投资电站赚钱的话,按目前的组件价格以及531新政后光伏产业整体的走势来看,建议你采用固定支架。如果说你想要搞点噱头,那就采用跟踪系统,毕竟科技含量高,宣传的时候可以唬唬人。或者说装一小部分跟踪支架,起一个宣传作用。
大量投资,绝对不建议。目前跟踪系统最多质保5年,可靠性还是太低,隔上几个月要紧一次螺丝,减速机漏油、开裂等等,到时候你会想把它拆了。
纯属个人意见,希望能够帮到你,有什么问题可以再联系!
还有并联功率补偿法;结合常规算法的复合MPPT算法;电流扫描法;短路电流脉冲法;Fibonacci搜索法;基于状态空间的MPPT算法等。
详细内容可参考http://wenku.baidu.com/view/39cec41eb7360b4c2e3f6439.html
目前国内进入光伏太阳能行业大大小小的企业有数家,但真正做到有自己的研发能力以及你提到的有跟踪系统这方面技术的公司屈指可数。目前做跟踪系统的公司据我所知的有:无锡尚德太阳能电力有限公司(电池片、组件、系统)、保定天威英利新能源有限公司(保定英利:太阳能电池、组件、系统)、扬州兴惠能源科技有限公司(组件支架、系统)、常州天合光能公司(电池片、组件、系统)、中电电气南京光伏有限公司(拉棒、电池片、组件、系统)。
太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置,主要用于无电网的边远地区和人口分散地区,整个系统造价很高;在有公共电网的地区,光伏发电系统与电网连接并网运行,省去蓄电池,不仅可以大幅度降低造价,而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。
理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。
中国国产晶体硅电池效率在10至13%左右,国际上同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。光伏发电产品主要用于三大方面:一是为无电场合提供电源;二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等;三是并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。到2009年,中国并网发电还未开始全面推广,不过,2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。